Онлайн: Астрофизики увидели «фабрику золота» за работой

Впервые в истории ученые зафиксировали гравитационные волны от слияния двух нейтронных звезд. Об этом сегодня заявили астрофизики сразу из нескольких лабораторий всего мира. В эти минуты проходят десятки мероприятий, на которых ученые делятся подробностями. Два редактора N + 1 находятся на пресс-конференциях, которые параллельно проходят в Институте космических исследований РАН (Александр Дубов) и ГАИШ МГУ (Владимир Королев). Кроме того, мы смотрим онлайн от коллаборации LIGO-Virgo (Кристина Уласович) и обсерватории ESO (Григорий Копиев) и стараемся держать вас в курсе дела. Подробнее о сути открытия можно прочитать в нашей новости, а о том, чего ученые ждали от этого события — в нашем материале. И не забывайте почаще обновлять ваш браузер!

19:00 Кристина Уласович: Мероприятия в ИКИ РАН и ГАИШ, а также пресс-конференция от ESO завершились, онлайн от LIGO  подходит к финалу. На этом мы заканчиваем трансляцию, наша редакция прощается с вами! Все подробности открытия в сжатом виде можно прочитать в заметке на сайте N+1.

18:35 Кристина Уласович: После слияния нейтронных звезд частицы тяжелых металлов летят на высоких скоростях и смешиваются с окружающим газом. Затем вещество остывает в течение многих миллионов лет, а позже попадает в планеты. Миллиарды лет назад в нашей галактике тоже, вероятно, происходили слияния, которые объясняют появление золота на Земле.  

18:45 Владимир Королев: Директор ГАИШ говорит о том, что после полного наблюдения во всех диапазонах источника гравитационных волн становится несомненным то, что первые фиксации гравиоволн были справедливыми.

18:35 Кристина Уласович: Приблизительная масса первой нейтронной звезды составила 1,35 — 2,26 масс Солнца, второй — 0,86 — 1,36 солнечных масс. Когда астрономы услышали сигнал, объекты находились на расстоянии 320 километров друг от друга. Эти данные будут уточняться в будущем. На пресс-конференции показывают карту с приблизительным расположением источника сигнала. Говорят, что удалось отсечь примерно 1500 ложных кандидатов.

18:27 Александр Дубов: Пресс-конференция в ИКИ РАН закончилась.

18:20 Кристина Уласович: Продолжается трансляция от LIGO. Ученые надеются использовать сигнал от слияния массивных объектов, как маяк, по которому будут измерять скорость расширения Вселенной. Кроме того, исследователи хотят узнать свойства вещества нейтронных звезд, а также их «твердость». Новые данные помогут не только космологам и астрофизикам, но и специалистам в области ядерной физики.

18:15 Александр Дубов: Вопросы продолжаются.

— Сейчас наблюдалось десятичасовое запаздывание перед оптическим откликом по объективным причинам, из-за расположения источника излучения. А когда теоретически должен был дойти сигнал, если бы могли зарегистрировать сигнал сразу?
— Теоретически мы можем наблюдать сигнал сразу. Но даже 28 квадратных градусов — это очень много. Хаббл такую площадку покрыть не может. Поэтому основная проблема — это найти на этой площадке источник. Потому всегда будет задержка из-за того, что пока нет механизмов точной локализации.

— С помощью детектора Virgo было зарегистрировано два события в августе. Удалось ли и во втором случае тоже провести локализацию источника?
— Да, локализация произведена была. Но так как там сливались черные дыры, то в оптике ничего зарегистрировано не было.

18:10 Владимир Королев: В ГАИШ рассказывают подробности о килоновой. Через 11 часов после столкновения ее температура составляла 8 тысяч градусов. Скорость расширения килоновой достигла около 100 тысяч километров в секунду.

18:09 Григорий Копиев: В ESO задают вопросы:

— Какие следующие открытия больше всего ждут астрономы, занимающиеся гравитационными волнами?
— При приближении к черной дыре нейтронная звезда не просто поглощается, а скорее «разбивается на кусочки», что может дать гораздо больше данных, чем слияние двух нейтронных звезд, поэтому наибольший интерес, пожалуй, представляет собой наблюдение слияния черной дыры и нейтронной звезды.

18:06 Александр Дубов: Выступает академик Пустовойт, говорит, что все потраченные на исследование гравитационных волн деньги окупаются за счет появления новых материалов и новых технологий. Пустовойт: «Хотелось бы и в России построить гравитационный интерферометр. Жаль, что его нет».

18:03 Кристина Уласович: Тем временем, в научных журналах творится настоящее безумие. В Physical Review Letters, Science, Nature, Nature Astronomy и Astrophysical Journal Letters, вышло более 30 статей, посвященных открытию. На сайте Nature висит красивая симуляция, в ней показано рождение черной дыры в ходе слияния.

18:02 Александр Дубов: — Откуда запаздывание в 1,7 секунды?
— Возможны разные механизмы. Почитайте статью, там все варианты описаны. Посколько такое плотное вещество, возможно гамма-лучам потребовалось время, чтобы выбраться оттуда.

18:01 Александр Дубов: Презентационная часть окончилась. Теперь к вопросам: 

—Гравитационные волны от каких источников еще ждут?
— Во-первых, это непрерывные источники излучения, во-вторых, это стохастические волны, и самое интересное — это гравитационное реликтовое излучение. Но для этого надо еще повысить чувствительность детекторов. Кроме того, интересен поиск новых неизвестных источников.

18:00 Владимир Королев:

Таймлапс открытия:
12:41:04 UTC — фиксация гравитационных волн
Через 2 секунды — гамма-всплеск
Примерно через 11 часов — первое оптическое детектирование телескопом Swope
Через 9 дней — рентгеновское послесвечение «Чандра»
Через 16 дней — радиоизлучение, массив радиотелескопов VLA

Так столкновение нейтронных звезд увидели астрономы!

17:55 Александр Дубов: Астрофизики изучали сигнал в оптическом диапазоне (в районе красного цвета), зарегистрированный примерно через 2 дня после гравитационных волн. Для сравнения был приведена картина излучения через 7 дней, где уже этого сигнала не было. Алина Вольнова: «Гравитационная астрономия становится реальностью. Теперь мы можем заглянуть туда, куда не можем заглянуть только с помощью электромагнитной астрономии».

Так выглядит килоновая в представлении художников.

17:50 Кристина Уласович: Вопросы из аудитории закончились, начался перерыв. В это время вы можете почитать наш блог про r-процессы и найти ответы на интересующие вас вопросы про синтез тяжелых металлов.

17:45 Александр Дубов: Во всех диапазонах в Южном полушарии около 60 обсерваторий в разное время регистрировали оптические сигналы , которые через несколько дней начали затухать — в разное время в зависимости от частоты. Примерно через 2 недели начали регистрировать признаки радиоактивного распада и синтеза лантаноидов. Все теоретические предсказания совпадают с данными для килоновых.

Интеграл показал, что это точно не магнетар, так как не было продолжающейся активности в гамма-лучах.

17:42 Кристина Уласович: В аудитории начали задавать вопросы. Ученые рассказывают, что в будущем также надеются зарегистрировать нейтрино. Кроме того, исследователи ожидают, что к работе подключатся больше детекторов, что позволит собрать дополнительные данные. Как много производится тяжелых металлов в ходе слияния нейтронных звезд? Надо, в первую очередь, исходить из того, как часто происходят подобные события. Во Млечном пути, по очень грубым оценкам, случается 30-500 слияний в миллион лет.

17:40 Владимир Королев: В ГАИШ отключили трансляцию LIGO. Сейчас нам расскажут про оптические исследования

17:39 Александр Дубов: Основной результат работы именно LIGO — определение точного расположения источника и то, что источником были именно нейтронные звезды. Теперь Лутовинов рассказывает про регистрацию в гамма-диапазоне. В отличие от Ферми, Интеграл обнаружил очень узкий пик, потому что увидел его в боковой засветке. Ферми покрывает все небо, а у Интеграла есть поле зрения, а есть «защита» из 91 кристалла, которые могут регистрировать очень жесткое излучение. Очень короткое время сигнала (около 2 секунд) — значит, короткие гамма-всплески. Долгое время люди не знали, откуда они. Первое подтверждение, что их источник — слияние нейтронных звезд.

17:33 Кристина Уласович: Подтверждается, что нейтронные звезды способны испускать джеты в радиодиапазоне. Ученые давно уже говорили об этом: считается, что нейтронные звезды являются источником пульсирующего излучения — радиопульсарами.

17:33 Григорий Копией: В ESO сообщают, что наблюдение практически идеально совпало с прогнозом поведения двух нейтронных звезд при слиянии.

17:32 Кристина Уласович: Килоновая, как мы уже сказали, стала источником золота и платины.

17:31 Александр Дубов: Локализация на небесной сфере: благодаря участию третьего детектора область расположения источника была сокращена до 28 квадратных градусов. В результате астрономы знали, куда наводить телескопы.

17:30 Владимир Королев: Рассказывает Марика Бранчези, Италия, Университет Урбино. Следом об этом совпадении узнали несколько групп астрономов. В течение следующих 16 дней несколько десятков обсерваторий исследовали вспышку во всех диапазонах электромагнитного излучения.

17:27 Александр Дубов: «Чем тяжелее масса, тем больше частота. По изменению частоты можно определить параметры источника. Распределение масс, которое удалось выделить из сигнала, из-за спина и приливных эффектов достаточно широкое, но лежат они около 1-2 масс солнца. Это говорит о том, что это нейтронные звезды. Другие менее вероятные, но возможные варианты исключили благодаря фильтрации сигнала».

17:23 Кристина Уласович: Нам рассказывают про короткий гамма-всплеск от слияния нейтронных звезд, он длился 1,7 секунды. Через час пришло письмо от LIGO, а потом и сообщение с подтверждением от обсерватории «Интеграл». Судя по всему, гамма-всплески, которые мы увидели — это джеты.

17:20 Александр Дубов: Митрофанов: «Из-за того, что есть три детектора сигнала, можно определить расположение источника». Тоже рассказывает, как в шумном сигнале найти гравитационные волны — метод оптимальной фильтрации.

17:19 Владимир Королев: Задержки в приходе сигнала к обсерваториям помогли определить положение источника. Первой оказалась Virgo, 22 миллисекунды спустя сигнал достиг LIGO в Ливингстоне, затем волну увидел детектор в Хэнфорде.

17:19 Александр Дубов: Теперь Валерий Митрофанов рассказывает о хронологии событий: «17 августа 2017 в 12-41 детектор LIGO зарегистрировал сигнал. через 1,7 секунду Ферми и Интеграл зарегистрировали свои сигналы».

17:18 Владимир Королев: Новая, пятая обнаруженная гравитационная волна была самой длинной по продолжительности наблюдения. Около 100 секунд, больше полутора минут. До этого сигналы измерялись единицами секунд. Сигнал увидели обе обсерватории LIGO и детектор Virgo.

17:16 Кристина Уласович: Нам показывают график столкновения нейтронных звезд. Они успели совершить 1,5 тысячи оборотов вокруг друг друга. Что родилось в результате столкновения — точно неизвестно.

17:14 Владимир Королев: Дэвиж Шумахер, официальный представитель LIGO рассказывает о том, как устроена гравитационно-волновая обсерватория. Кстати, хороший способ отличить две обсерватории LIGO по фотографии от Владимира Липунова: Если на фотографии есть лес, значит это обсерватория в Ливингстоне (Луизиана). Если на фотографии леса нет — значит Хэнфорд (Вашингтон)

17:10 Александр Дубов: В ИКИ пока краткий экскурс в историю гравитационных волн. Рассказывают про программу LIGO, которая была запущена в 1992 году и увеличение чувствительности интерферометров.

17:09 Владимир Королев: Вероятно, большая часть земных (и не только) атомов золота родилась именно в таких столкновениях.

17:08 Владимир Королев: Впервые килоновая — вспышка от слияния двух нейтронных звезд — была зарегистрирована сразу в гамма-диапазоне, оптическом диапазоне и в виде гравитационных волн. Впервые были зарегистрированы такие элементы, как платина, золото, уран! Это подтверждает механизм r-процесса, благодаря которому родились все элементы тяжелее железа.

17:04 Кристина Уласович: На пресс-конференции LIGO говорят о регистрации гравитационных волн и последующего гамма-всплеска. В открытие внесли вклад тысячи астрономов. Две нейтронные звезды находятся на расстоянии 130 миллионов световых лет от Земли — то есть относительно недалеко. Объекты имели массы 1,1 — 1,6 солнечных.

17:00 Кристина Уласович: Появились первые официальные пресс-релизы об открытии. Впервые зарегистрированы гравитационные волны от слияния двух нейтронных звезд. Читайте об этом в новости на нашем сайте.

16:59 Александр Дубов: Зеленый: «Европейскому агентству понравилось запускать обсерватории на российских ракетах-носителях, после этого в рамках совместных проектов были запущены миссии Экзомарс и другие миссии по изучению Марса и Венеры. Надеюсь, и в будущем такое сотрудничество продолжится.» На этом первая часть конференции окончена.

16:55 Кристина Уласович: Тем временем, уже близится время начала трансляции от LIGO-Virgo. Напоминаю, что она стартует в 17:00.

16:52 Владимир Королев: «Русский след» в гравитационно-волновой астрономии: Леонид Гришчук, Владимир Брагинский, Михаил Герценштейн. Первую двойную нейтронную звезду открыли Халс и Джозеф Тейлор. Одного из них уволили из университета прямо перед тем, как он получил Нобелевскую премию.

Столкновения нейтронных звезд интересны и для гравитационно-волновых астрономов, и для ученых, работающих с гамма-всплесками. Но проблема в том, что по разным оценкам в радиусе 140 мегапарсек (около 500 миллионов световых лет) происходит одно столкновение в год. Владимир Липунов и соавторы предсказали то, что гравитационные волны от черных дыр LIGO услышит раньше, чем от нейтронных звезд еще в 90-х.

16:50 Александр Дубов: Лев Зеленый дал слово Сергею Кулику, который участвовал в запуске общей программы с ESA со стороны Роскосмоса. Он рассказывает о том, как они договаривались с ESA, когда запускали ракету-носитель Протон, который и выводил Интеграл на орбиту.

16:49 Владимир Королев: В ГАИШе последний из трех «разогревающих» докладов — Владимир Липунов, «История гравитационно-волновой астрономии».

16:47 Александр Дубов: Выступление Лутовинова закончилось. Академик Зеленый немного рассказал о текущих общих программах Роскосмоса с Европейским Космическим Агенством, в частности, по исследованию Марса и Луны. Сейчас выступает Рене Пишель, глава представительства ESA в России. Тоже рассказывает об общих проектах и об Интеграле и многочисленных продлениях его миссии.

16:43 Владимир Королев: Большое количество гамма-телескопов позволяет быстро и надежно триангулировать (отследить положение) источник гамма-всплесков. Всего в сети телескопов InterPlanetary Network семь космических аппаратов и ряд наземных устройств — в том числе Mars Odyssey на орбите Марса. Гамма-телескопы не только сами инициируют поиск оптических свечений, но и помогают искать источники высокоэнергетических нейтрино и гравитационных волн. В таких ситуациях фиксация нейтрино обсерваторией (такой, как IceCube) инициирует анализ данных гамма-телескопов.

До сих пор гамма-обсерваториям не удалось найти гамма-компонента гравитационных волн. Была история с сигналом-кандидатом от Fermi, но потом оказалось, что этот сигнал был простой случайностью.

16:40 Александр Дубов: Участие России в проекте Интеграл привело к 300 публикациям, 12 кандидатским и 6 докторским диссертациям.

16:35 Владимир Королев: В ГАИШ МГУ следующий докладчик — Дмитрий Свинкин. Теперь нам рассказывают про гамма-телескопы, такие как «Интеграл». Вообще, на орбите несколько гамма-телескопов. Важную роль играет Swift — очень быстрый аппарат, он способен резко локализовать и развернуться в направлении гамма-вспышки, за время порядка пары минут. Затем включается оптический и УФ-телескоп, аппарат начинает исследовать оптическое послесвечение. Например, именно Swift обнаружил первый гамма-всплеск от слияния нейтронных звезд. Три других важных прибора — Fermi, INTEGRAL и Konus-Wind.

16:32 Александр Дубов: «Интеграл» — Международная Астрофизическая Лаборатория Гамма-лучей. Лутовинов: «Интеграл открыл новый путь сотрудничества между Российской космической программой и Европейским космическим агенствами». Сейчас у России 25 процентов времени работы на обсерватории, окончание ее работы ожидается в 2029 году.

Обсерватория оказалась достаточно удачной. Открыла несколько сотен новых источников, сотни «скрытых» сверхмассивных черных дыр. Два важнейших открытия: открытие линий титана и кобальта от вспышек сверхновых 1987 и 2014 года. Кроме того, «Интеграл» впервые смог зарегистрировать жесткое рентгеновское излучение от молекулярного облака Sgr B2, которое отражало изначальный сигнал от сверхмассивной черной дыры в центре галактики. С помощью «Интеграла» впервые была построена карта излучения рентгеновского «хребта» галактики, источником которых на самом деле оказались милионы аккрецирующих белых карликов. Обсерватория также провела самое точное измерение космического излучения. Когда в поле зрения обсерватории попала Земля, удалось измерить авроральное излучение в рентгеновском диапазоне.

С 2015 года Интеграл участвует в программе изучения гравитационных волн вместе с LIGO/Virgo. Через полчаса обещают сказать, к чему это привело.

16:30 Владимир Королев: На сегодняшний день гравитационные обсерватории LIGO и Virgo уже зафиксировали четыре волны. Все они родились в результате слияния черных дыр. В зависимости от того, какие объекты сталкиваются, будет меняться характерная частота гравитационно-волнового сигнала. Пока Фарид Халили рассказывает о том, как сделать чувствительность интерферометра достаточно большой. Например, все питают большие надежды на сжатые состояния света. Обещают, что LIGO скоро поднимет чувствительность в высоких частотах в два раза. А это значит, что мы сможем слушать в восемь раз больший объем пространства. До главного сообщения еще 40 минут, можете пока что почитать наш прекрасный материал.

16:29 Владимир Королев: Фарид Халили, как и огромная группа физиков с физического факультета МГУ, занимались борьбой с шумами детекторов LIGO. К примеру, работа Халили была связана с броуновскими шумами.

16:28 Александр Дубов: В ИКИ академик Зеленый выступил с вступительным словом. Теперь профессор РАН Александр Лутовинов рассказывает о проекте Интеграл, который 15 лет назад (17 октября 2002) года был запущен с космодрома Байконур.

16:24 Владимир Королев: Новую статью называют краеугольным камнем гравитационно-волновой астрономии. Пока «разогрев» — нас ждут три небольших доклада до пресс-конференции LIGO. Первым выступает Фарид Халили, ученик Владимира Брагинского, сотрудник физического факультета МГУ. Так как открытие связано с гравитационными волнами, то сначала нам коротко рассказывают о том, как устроен LIGO. Мы предлагаем заинтересованным читателям познакомиться с материалом «Тоньше протона», где мы рассказывали про особенности строения обсерватории.

16:22 Кристина Уласович: Всем привет! Мы начинаем нашу трансляцию, посвященную регистрации гравитационных волн от слияния двух массивных объектов. Мои коллеги, Александр Дубов и Владимир Королев, уже сидят на пресс-конференциях в Москве и передают сообщения в редакцию. Надеемся услышать что-то интересное.